三相光伏并网系统控制策略的研究

【摘要】： 随着经济的快速发展,工业生产对能源的需求也日益加大,世界范围的能源短缺和环境的污染已经成为制约人类社会可持续发展的重要因素。因此,可再生能源的利用已成为人类新的研究方向。而太阳能是新能源与可再生能源的重要组成部分。太阳能属于分布性洁净的自然资源,能就地开发利用,具有取之不尽、用之不竭、不会污染环境和破坏生态平衡等优点。 本文以三相光伏并网发电系统的控制策略为研究对象。首先,根据太阳能电池的输出特性,建立了相关数学模型。在此基础上,讨论了光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)问题,并简要介绍了目前几种常用的最大功率点跟踪策略,进而提出了基于模糊控制的改进变步长算法。其次,介绍了三相光伏并网发电系统的拓扑结构,并提出了基于电流PI调节器与空间矢量法相结合的控制策略。通过分析d-q坐标系下L型滤波器的三相并网系统的数学模型,阐述了其解耦的方法,并针对PI控制器在静止坐标系下跟踪正弦指令不能完全实现零稳态误差的问题,采用了电压外环—电流内环的双闭环控制策略,通过MATLAB方真及相关实验验证了此方法的正确性。最后简要分析了空间矢量法(SVPWM)的原理及其硬件实现方法,并与其他几种逆变策略的比较,突出了所选逆变策略的优越性。 综上所述,本文通过分析两级式三相并网光伏发电和单级式并网发电的优缺点,总结了两种控制策略的不同,并重点进行了控制策略的仿真研究,通过相关实验,验证了文中控制策略所具有的良好的动态和稳态性能。 【关键词】：最大功率点跟踪(MPPT) 并网逆变器 空间矢量法 单级式拓扑
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 光伏发电存在的问题9-12
• 1.3 光伏并网发电的研究现状12-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 2 光伏电池特性及最大功率跟踪方法17-29
• 2.1 光伏电池的特性17-19
• 2.1.1 光伏电池简介17
• 2.1.2 光伏电池特性分析17-19
• 2.2 最大功率点跟踪19-20
• 2.3 常见的最大功率跟踪方法20-26
• 2.3.1 恒压控制法20-21
• 2.3.2 功率扰动法21
• 2.3.3 增量电导法21-22
• 2.3.4 MPPT改进算法22-26
• 2.4 MPPT算法仿真26-29
• 3 三相光伏并网控制器的控制算法29-43
• 3.1 控制系统的分类29-30
• 3.2 单级式光伏并网系统的设计30-34
• 3.2.1 光伏并网系统逆变器的选型30-31
• 3.2.2 控制器的数学模型31-34
• 3.3 系统控制策略34-38
• 3.3.1 电流内环设计34-35
• 3.3.2 电压外环的设计35-36
• 3.3.3 三相并网仿真分析36-38
• 3.4 单级式并网发电系统的仿真38-43
• 4 逆变器的控制方法43-53
• 4.1 逆变器的分类43
• 4.2 逆变器的控制策略43-49
• 4.3 空间电压矢量SVPWM的实时调制算法49-52
• 4.4 SVPWM算法的仿真分析52-53
• 5 实验结果分析、结论与展望53-57
• 5.1 实验结果与分析53-54
• 5.1.1 最大功率实验53
• 5.1.2 三相并网实验53-54
• 5.2 结论54-55
• 5.3 对今后工作的展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-60
• 在校学习期间所发表的论文60

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